培养条件下双酚A对稻田土壤微生物群落特征的影响

双酚A(bisphenol A,BPA)作为人工合成的典型环境激素分布极为广泛,然而不同浓度和土壤通气条件下BPA对土壤微生物群落(细菌、真菌)特征的影响鲜见报道.本文采用荧光定量PCR(fluorescence quantitative PCR)技术、聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)相结合的方法研究不同BPA浓度(0、0.25、0.50、1.00、2.00 mg·kg-1)和土壤通气条件(有氧和厌氧)对稻田土壤微生物群落特征的影响。结果表明,土壤通气条件一致情况下(有氧条件或者厌氧条件下),不同BPA浓度添加下微生物丰度指数差异显著,而微生物均匀度指数、香农维纳多样性指数及丰富度指数差异不显著;BPA浓度为0.50 mg·kg-1时,微生物基因丰度在厌氧条件下达到最大值,而在有氧条件下微生物基因丰度却达到最小值;双因素方差分析表明:BPA浓度、土壤通气条件及其交互作用对细菌基因丰度影响差异显著,而只有土壤通气条件对真菌基因丰度影响差异显著.结果表明相对于微生物多样性指数,丰度指数能更加灵敏地指示土壤微生物多样性的变化,BPA浓度为0.50 mg·kg-1时是影响土壤微生物基因丰度变化的一个临界值,相对于真菌基因丰度指数而言,细菌基因丰度指数对BPA添加浓度及土壤通气条件响应更加灵敏.     

岩溶石灰土微生物丰度的影响因素及其指示意义

应用荧光定量PCR技术检测广西两种典型石灰土(黄色石灰土和红色石灰土)不同层位(0~10、10~20、20~40、40~60、60~80和80~100 cm)土壤细菌与真菌丰度的变化规律,以揭示影响土壤细菌、真菌丰度的关键因子并利用其剖面特征指示土壤质量。结果表明:细菌丰度与土壤类型呈显著正相关(F=4.413,P=0.041),与土层呈极显著正相关(F=7.225,P=0.000);真菌丰度与土壤类型在0.05水平上无显著相关性,与土层呈显著正相关(F=2.732,P=0.030)。RDA结果显示,土壤有机碳、全氮和速效磷对微生物丰度影响的解释率分别为31.8%、27.2%和21.1%,3种土壤因子累计解释率为80.1%,说明3种土壤因子是影响微生物丰度的主要因子。由于两种石灰土的微生物丰度受土壤有机碳、全氮以及速效磷等土壤因子影响显著,而研究区土层间土壤因子差异性强于土壤类型,所以微生物丰度表现出对土层的响应强于土壤类型。细菌丰度与土壤有机碳、速效磷、全氮的相关性强于真菌丰度,说明细菌对环境变化更为敏感,可作为指示土壤质量的指标。此外,细菌在石灰土土壤演化与养分循环过程中也具有重要作用。     

土地利用方式对会仙岩溶湿地土壤真菌群落和功能类群的影响

研究土地利用对会仙湿地土壤真菌群落及其功能类群特性的影响,可以为湿地的保护提供理论依据.以芦苇湿地(PCW)、华科拉莎草湿地(CCW)、稻田撂荒地(APF)、稻田(PF)和玉米地(CF)为研究样地,采用高通量测序法对不同土地利用土壤真菌群落结构进行分析,利用FUNGuild数据库对真菌的功能类群进行预测.结果表明,PF和CF的Simpson指数和Shannon指数显著高于PCW和CCW;在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)为5种土地利用的最优势菌,丰度为70.60%～87.02%,隐真菌门(Rozellomycota)为PCW的次优势菌,丰度为7.14%;担子菌门(Basidiomycota)为CCW、 APF、 PF和CF的次优势菌,丰度分别为9.70%、 5.19%、 8.13%和7.50%.在目水平上,PCW中最优势菌为格孢菌目(Pleosporales),丰度为16.47%; CCW、 APF、 PF和CF的最优势菌均为肉座菌目(Hypocreales),丰度分别为22.52%、 23.50%、 17.60和23.80%.在属水平上,PCW和CCW中的最优势菌分别为粪盘菌属(Ascobolus)和子囊菌属(Archaeorhizomyces),丰度分别为6.65%和13.44%; APF、 PF和CF中的最优势菌均为镰刀菌属(Fusarium),丰度分别为10.22%、 10.51%和11.12%.会仙湿地土壤真菌的功能类群以腐生营养型为主,丰度为48.67%～80.13%.CF中的病理营养型的丰度为5.39%,显著高于PCW(2.34%)和CCW(1.53%)中的丰度.PCW和CCW的最优势功能类群分别为粪生-木材腐生菌和土壤腐生菌,APF、 PF和CF中最优势功能类群为动物病原-内生-地衣寄生-植物病原-土壤腐生-木材腐生菌.冗余分析表明,土壤含水率(SWC)和碳氮比(C/N)是影响真菌群落结构的主要因素,碱解氮(AN)是影响真菌功能类群的主要因素.以上研究结果表明,相对于天然湿地,土地利用改变了会仙湿地土壤真菌多样性和群落结构,使真菌功能类群的结构趋于复杂化,且使玉米致病风险提高.     

富里酸和Ca2+共存对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌介导生成次生高铁矿物的影响

为揭示富里酸和Ca²⁺共存对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化酸性矿山废水(AMD)中的Fe²⁺和形成次生高铁矿物的影响,分析了pH、Fe²⁺氧化率、铁沉淀率以及次生高铁矿物矿相、基团等相关指标。结果表明,Ca²⁺确实具有提高嗜酸性氧化亚铁硫杆菌氧化Fe²⁺的能力。低质量浓度(0.2 g/L)的富里酸对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌活性的提高具有促进作用,高质量浓度(0.4 g/L)的富里酸具有抑制作用,而增加Ca²⁺反过来能够减弱高浓度富里酸对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的抑制作用。对形成的次生高铁矿物进行X射线衍射(XRD)和傅立叶红外光谱(FTIR)分析,结果表明高浓度富里酸促进了另一次生高铁矿物草黄铁矾的生成。     

铬、铜和镍对人工湿地硝化细菌与反硝化细菌群落结构分布的影响

在铬、铜和镍复合污染的3段波形潜流人工湿地中采集0~15 cm土壤样品,分别以单氨加氧酶的编码基因amoA和亚硝酸还原酶的编码基因nirK的部分序列作为硝化细菌和反硝化细菌的指示基因,采用实时聚合酶链式反应（实时PCR）与PCR-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）结合克隆和测序的方法,研究了硝化细菌与反硝化细菌群落结构的空间分布。结果表明,在人工湿地中,amoA和nirK基因丰度均在第3段最高,分别为（8.60×2.75）×106拷贝·g-1和（137.76×42.16）×10^6拷贝·g-1。回收的15个amoA基因序列中有7个属于簇3a,而8个nirK基因序列中有3个属于簇III。相关性分析表明,amoA基因拷贝数与全量铜、全量镍和铬的活化率呈显著负相关（r分别为-0.870、-0.884和-0.898）,但有效铜与amoA香农-维纳指数和辛普森指数之间均呈显著正相关（r分别为0.892和0.940）,铜的活化率与amoA基因均匀度呈显著正相关（r=0.887）;nirK基因拷贝数与全量铜、全量镍和铬的活化率也均呈显著负相关（r分别为-0.818、-0.820和-0.860）,但有效铜与nirK基因均匀度呈显著正相关（r=0.917）。以上结果表明,硝化细菌和反硝化细菌在人工湿地各个阶段的变化规律基本相同,这二者的丰度与多样性指数对重金属污染的反应总体上呈相反的变化。     

李氏禾人工湿地净化Cr（Ⅵ）污染水体的性能研究

利用湿生铬超富集植物李氏禾构建的三段式波形潜流式人工湿地，研究了湿地系统对Cr（Ⅵ）污染水体的净化效果。结果显示，李氏禾湿地系统对Cr（Ⅵ）污染水体的净化效果明显好于无植物的对照。当进水Cr（Ⅵ）浓度为2．50mg／L时，李氏禾湿地系统出水Cr（Ⅵ）浓度显著低于对照，说明李氏禾在湿地系统净化Cr（Ⅵ）污染水体中发挥了重要的作用。当进水Cr（Ⅵ）浓度超标150倍（7．50mg／L）时，李氏禾湿地系统出水Cr（Ⅵ）浓度仍可达到国家地表水环境质量标准（0．05mg／L），表明李氏禾湿地系统具有很强的Cr（Ⅵ）污染净化能力。沿程Cr（Ⅵ）浓度的变化显示，湿地系统对Cr（Ⅵ）的去除效率随水流方向逐渐降低，Cr（Ⅵ）主要在湿地系统的前两个阶段被去除。     

豆科植物对铝土矿矿泥肥力和酶活性的影响

研究豆科植物对铝土矿矿泥基质的改良作用可以为矿泥基质的合理利用提供参考依据。文章以铝土矿矿泥为基质，大豆、花生、紫花苜蓿和紫云英为受试植物进行温室盆栽实验，分析了植物种植前后矿泥基质的养分含量、酶活性和植物生物量。结果显示：（1）大豆和花生的地上、地下部生物量分别为（2.98±0.02）、（1.03±0.08）g/盆和（9.21±1.63）、（1.12±0.09）g/盆，均显著高于紫云英和紫花苜蓿；（2）种植大豆和花生后矿泥基质的全氮、速效磷的含量分别为（1.00±0.10）g/kg、（4.44±0.12）mg/kg和（1.02±0.06）g/kg、（4.47±0.20）mg/kg，均显著高于对照；（3）4种豆科植物种植后矿泥基质的脲酶活性均显著高于对照，大豆和花生种植后矿泥基质的蔗糖酶活性、中性磷酸酶活性分别为（1.68±0.14）mg/(g·24 h)、（0.14±0.01）mg/(g·2 h)和（2.32±0.27）mg/(g·24 h)、（0.14±0.02）mg/(g·2 h)，均显著高于对照。统计分析表明，矿泥基质中性磷酸酶活性与速效磷和全氮含量均呈显著的正相关关系，归一化...     

起源喀斯特溶洞湿地稻田与旱地土壤的微生物数量、生物量及土壤酶活性比较

本研究的目的是比较起源于天然湿地的稻田湿地与旱地土壤微生物特征的差异.以桂林会仙喀斯特溶洞湿地系统内的稻田湿地、天然湿地和旱地表层(0~20 cm)土壤为研究对象,采用平板菌落计数法与氯仿熏蒸提取法和试剂盒提取法分别测定微生物数量与微生物生物量和微生物DNA,采用比色法测定土壤酶活性.结果表明,稻田湿地的细菌数量为(4.36±2.25)×10~7CFU·g~(-1),显著高于天然湿地和旱地;稻田湿地和旱地的真菌数量分别为(6.41±2.16)×10~4 CFU·g~(-1)和(6.52±1.55)×10~4 CFU·g~(-1),显著高于天然湿地,而旱地的放线菌数量为(2.65±0.72)×10~6 CFU·g~(-1),显著高于天然湿地.稻田湿地微生物DNA质量分数为(11.92±3.69)μg·g~(-1),显著高于旱地.稻田湿地的蔗糖酶活性为(66.87±18.61)mg·(g·24 h)~(-1),显著高于旱地,天然湿地的碱性磷酸酶活性为(2.07±0.99)mg·(g·2h)~(-1),显著高于旱地.统计分析显示,碱性磷酸酶活性、微生物生物量碳和微生物DNA质量分数与土壤pH、土壤有机碳、总氮、碱解氮、土壤水分、交换性Ca~(2+)和交换性Mg~(2+)呈显著的正相关关系,蔗糖酶活性与前4种土壤因子也呈显著的正相关关系.以上结果表明,微生物生物量和微生物功能活性对会仙喀斯特溶洞湿地土地利用方式变化的反应比较敏感,土壤含水量、pH、Ca~(2+)和Mg~(2+)等理化因子与土壤有机碳等养分是影响土壤微生物数量和活性的主要因子.鉴于天然湿地和稻田湿地土壤微生物特征的相似性,把适量稻田湿地作为一种特殊的人工湿地在喀斯特湿地系统的缓冲区和实验区中加以保留并加以保护较为合理.     

五里峡水库初级生产力对水气界面二氧化碳和甲烷排放速率时空变化的影响

近年来水库温室气体备受关注,为揭示水库水气界面CO_2和CH_4在时间和空间上的变化特征,于2016年7~12月采用静态箱法在五里峡水库对其CO_2和CH_4排放速率进行4次监测,并测试微型光合生物初级生产力等.结果表明,五里峡水库夏季为大气CO_2的汇,变化范围在-30.14~-3.47 mg·(m~2·h)~(-1),秋、冬季均为大气CO_2的源,变化范围在15.57~115.06 mg·(m~2·h)~(-1).甲烷排放速率在夏季变化幅度明显,变化范围在0.08~1.03 mg·(m~2·h)~(-1),而在秋、冬季变化稳定,变化范围在-0.07~0.43 mg·(m~2·h)~(-1).受水库周期性蓄水和排水影响,CO_2和CH_4排放速率在空间上表现为水库消落带和坝尾较低而库区较高的分布格局.此外,CO_2和CH_4排放速率时空变化与微型光合生物初级生产力分别呈显著负相关和正相关(r为-0.477和0.771).这是因为产甲烷菌能够将夏季微型光合生物固定的有机碳转化成CH_4释放到大气中,从而使微型光合生物对水圈CO_2和CH_4循环产生负反馈效应和正反馈效应.因此,本研究结果为进一步评估微型生物对岩溶水体碳循环的贡献提供了理论依据.     

亚热带典型岩溶水库细菌丰度和细菌生产力及其与环境因子的关系

细菌丰度是反映水体污染状况的敏感指标.为了解亚热带岩溶区水库营养状况,细菌丰度和细菌生产力及其与环境因子的关系,本文以亚热带典型岩溶水库——广西上林县大龙洞水库为研究对象,采用综合营养状态指数法(TLI)评价大龙洞水库水体的营养化类型、荧光定量PCR技术研究细菌丰度分布情况以及14C标记法测定细菌生产力.结果表明,大龙洞水库处于富营养化状态,细菌丰度在调查水域存在明显空间异质性;沿着水流方向从上游到下游表层水的细菌丰度呈先递减后增加的趋势;细菌丰度垂向分布特征均表现为表层中层底层;细菌生产力的变化特征为表层水的细菌生产力明显高于中层和底层.相关性分析表明,细菌丰度与细菌生产力呈显著正相关;细菌丰度与温度、p H、高锰酸盐指数呈显著正相关,与电导率和DIC呈显著负相关,与DO、叶绿素a、DOC呈极显著正相关;细菌生产力则与p H、DOC、高锰酸盐指数呈显著正相关,与电导率、DIC呈显著负相关,与DO极显著正相关.主成分分析将影响细菌丰度和细菌生产力的10个环境因子均划分为两个主成分,第一主成分为温度、p H、电导率、DIC、DO、Chla、DOC和高锰酸盐指数,第二主成分为TN和TP,表明大龙洞水库细菌丰度和细菌生产力受多种环境因子共同影响,进而使光合细菌成为水体初级生产力的重要贡献者.